唇、腭向倾斜上中切牙桩核冠有限元模型的建立

摘要

目的：对于个别唇向或腭/舌向错位前牙,完善根管治疗后进行桩核冠修复是矫正其倾斜错位的常见治疗手段之一。纤维桩、树脂核和全瓷冠修复对于改善前牙美观是一种比较理想的修复方式。但纤维桩核冠能用于修复多大程度的前牙唇向或腭/舌向错位，目前相关研究很少，尚无定论。本研究旨在采用Micro-CT扫描技术结合专业逆向工程软件 Mimics，Geomagic Studio，SolidWorks和有限元分析软件Abaqus建立唇、腭向不同倾斜角度上颌中切牙经纤维桩、树脂核和全瓷冠修复后的三维有限元模型，为后续有限元力学分析提供基础。
　　方法：参考王惠芸数据资料收集离体牙,筛选出1颗25岁男性因牙周炎拔除的完整上颌中切牙，生理盐水中室温保存备用。用蜡片制作圆柱状固定夹具。离体牙完善根管治疗后复合树脂充填。将离体牙和1.4号纤维桩固定在夹具上，Micro-CT扫描获得二维断层图像。之后离体牙按照纤维桩核、全瓷冠修复要求进行根管预备和牙体预备。将预备后牙体固定在夹具上，Micro-CT扫描获得二维断层图像。
　　将获得的 Micro-CT扫描图像导入三维重建软件 Mimics进行拟合，自动生成完整牙体、预备体和纤维桩的三维模型。将Mimics输出的文件导入 Geomagic Studio软件中进行松驰、精修，分别得到预备后牙体、桩、核、全冠的三角面片。参考解剖数据设计牙周膜、皮质骨和松质骨的三角面片。按照实验要求调整核、全冠与牙体长轴之间的角度（0°、±10°、±20°、±30°，核向腭侧倾斜为+，核向唇侧倾斜为﹣），分别设计模型。精确曲面进而获得CAD三维曲面模型。将Geomagic Studio输出的曲面模型导入SolidWorks软件中进行三维模型实体化。将三维实体模型的部件导入Abaqus软件，组装成一个装配体。创建部件接触区域并绑定约束。定义各部件材料均为连续、均质、各向同性的线弹性材料，赋予相应力学参数。定义单元类型和大小，对各部件分别进行网格划分。设定边界约束条件为牙槽骨周围固定约束，加载部位为腭侧切1/3与中1/3交界处，方向与牙冠轴呈45°交角，载荷为100 N。
　　结果：最终获得了唇、腭向不同倾斜角度上颌中切牙经纤维桩、树脂核和全瓷冠修复后的三维有限元模型7个。模型外形逼真，精确性好，网格划分细致，能够有效模拟临床上纤维桩核冠修复倾斜上中切牙的情况。
　　结论：本研究建立了唇、腭向不同倾斜角度上颌中切牙经纤维桩、树脂核和全瓷冠修复后的三维有限元模型，为后续有限元力学分析提供了基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

前言

材料和方法

1实验材料

2建模环境

2.1硬件

2.2软件

3原始数据采集及几何模型的建立

3.1 离体牙收集

3.2 Micro-CT扫描

3.3 三维重建

4三维模型实体化

5三维有限元模型构建及网格划分

结果

讨论

1．有限元分析的发展和基本原理

2有限元建模数据采集方法

3有限元模型的相似性

3.1模型的几何相似性

3.2模型的力学相似性

3.3模型的约束相似性

3.4模型的载荷相似性

4本课题中所用建模方法的优点

5 本课题中所构建模型的特点

结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录